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作为单元制发电机组的控制中枢,协调控制系统已经成为现代电厂自动化系统中最为核心的组成单元,在电力企业经济效益的提高、生产过程能耗的降低以及设备故障率的减少等方面起到了重要的作用。火电厂单元机组协调控制系统是个多变量系统,具有强耦合、非线性、参数时变、大迟延等特性。这些复杂性不仅使得建立单元机组非线性动态模型成为难点,而且增加了协调控制系统控制参数整定的复杂性,以致难以获得满意的控制效果。本文针对托克托发电有限责任公司(简称,托电)600MW机组协调控制系统的建模和控制器参数优化问题,应用先进的模型辨识及仿真优化方法,以协调控制仿真系统为研究对象,使用Matlab/Simulink仿真工具,主要完成了以下4个方面的研究工作：1、建立单元机组非线性动态模型。以一种单元机组非线性动态模型为研究对象,提出了基于改进的遗传算法工具箱(GAOT)的参数辨识方法。仿真结果表明辨识得到的模型是有效可靠的。2、建立协调控制仿真系统。由分散控制系统(DCS)算法说明书和协调控制系统SAMA图建立基于Simulink的协调控制仿真回路,将仿真回路和单元机组模型构成闭环,得到协调控制仿真系统。3、优化协调控制系统。使用遗传算法优化协调控制系统控制器参数,在此基础上,使用Simulink中的Signal Constraint模块进一步优化参数,实现两种优化方法的融合。优化后的协调控制系统的控制性能和鲁棒性有明显的改善。4、模糊自整定PID控制器应用于协调控制系统。研究了设计及优化模糊自整定PID控制器的方法,使用DCS常规算法模块实现了查询表的功能,并将其应用于协调控制系统。仿真结果表明其控制性能明显优于传统PID控制器,是切实可行的控制方案。本文提出的系统建模和控制优化方法不仅具有理论研究价值,更具有工程应用意义,对其他电厂协调控制系统的建模和优化工作起到了借鉴作用。